2022年 11月 9日

【Python实现杨辉三角】

目录

什么是杨辉三角

杨辉三角解法

1. 定义法

2. 计算杨辉三角 补0法

 3. 杨辉三角,对称法

 4. 杨辉三角,单列表方法

5.列表嵌套(二维数组)

6. 新旧两行,一次性开辟新行

7.yield函数

8.zip函数

参考资料链接:


一、什么是杨辉三角

杨辉三角,是二项式系数在三角形中的一种几何排列,中国南宋数学家杨辉1261年所著的《详解九章算法》一书中出现。在欧洲,帕斯卡(1623—-1662)在1654年发现这一规律,所以这个表又叫做帕斯卡三角形。帕斯卡的发现比杨辉要迟393年,比贾宪迟600年。

杨辉三角_百度百科

杨辉三角的性质:

每个数字等于上一行的左右两个数字之和。即第n+1行的第i个数等于第n行的第i-1个数和第i个数之和。

为了解决这个问题,并了解更多的解法,我在网上查找了一些资料,将解法进行了汇总

二、杨辉三角解法

1. 定义法

思路:

从第三行开始,每一行的首尾都是1,中间部分每个数字等于上一行的左右两个数字之和。先定义每一行的第一个数字,然后在利用规则对中间部分进行运算,最后再添加最后一个元素。

PS:这个解法还是比较容易想出来的

代码:

  1. # 计算杨辉三角 定义法
  2. n = eval(input("输入要打印的行数:"))
  3. triangle = [[1], [1, 1]]
  4. for i in range(2, n): # 已经给出前两行,求剩余行
  5. pre = triangle[i-1] # 上一行
  6. cul = [1] # 定义每行第一个元素
  7. for j in range(i-1): # 算几次
  8. cul.append(pre[j]+pre[j+1]) # 每个数字等于上一行的左右两个数字之和。
  9. cul.append(1) # 添加每行最后一个元素
  10. triangle.append(cul)
  11. print("普通输出:{}".format(triangle))
  12. for i in range(n): # 按等边三角形格式输出
  13. s = " "*(n-i-1)
  14. for j in triangle[i]:
  15. s = s + str(j)+" "
  16. print(s)

运行结果

定义法也可以使用下面这种形式,先给出一个空列表,通过循环先进行追加列表,在对列表进行修改

代码

  1. n = eval(input())
  2. triangle = []
  3. for i in range(n):
  4. cur = [1]
  5. triangle.append(cur) #先追加进去
  6. if i == 0:
  7. continue
  8. pre = triangle[i-1]
  9. for j in range(i-1):
  10. cur.append(pre[j] + pre[j+1])
  11. cur.append(1)
  12. print(triangle)

2. 补0法

补零法是在定义法的基础上,通过对上一行加[0],那么每行只需定义每行的第一个元素,这一行的其余元素可以通过上一行的左右两个元素相加得到。值得注意的是补零只是对中间的过程变量进行补零,不影响输出结果。

代码

  1. # 计算杨辉三角 补0法
  2. triangle = [[1]]
  3. n = eval(input("输入行数:"))
  4. for i in range(1, n):
  5. swap = triangle[i-1]+[0]
  6. cul = [1]
  7. for j in range(len(swap)-1):
  8. cul.append(swap[j]+swap[j+1])
  9. triangle.append(cul)
  10. print(triangle)

运行结果

 

3.对称法

思路

中点的确定:

代码:

  1. # 杨辉三角,对称法
  2. n = eval(input("输入要打印的行数:"))
  3. triangle = [[1], [1, 1]]
  4. for i in range(2, n):
  5. tmp = triangle[-1]#上一个列表
  6. cul = [1] * (i+1)
  7. for j in range(i//2): #有图知:大概的临界值为一半,再仔细推敲
  8. cul[j+1] = tmp[j]+tmp[j+1]
  9. if i != 2j:#当j不为中点时
  10. cul[-j-2] = cul[j+1]
  11. triangle.append(cul)
  12. print(triangle)

运行结果

4. 杨辉三角,单列表方法

代码

  1. # 杨辉三角,单列表解决
  2. n = eval(input("输入要打印的行数:"))
  3. row = [1] * n
  4. for i in range(n):
  5. z = 1
  6. offset = n - i
  7. for j in range(1, i//2+1):
  8. val = z + row[j]
  9. z = row[j]
  10. row[j] = val
  11. if i != 2*j:
  12. row[-j - offset] = val
  13. print(row[:i+1])

运行结果

5.列表嵌套(二维数组)

概念:list1[n][m] = list1[n-1][m-1] + list1[n-1][m]

代码

  1. n=int(input())
  2. list1=[]
  3. for n in range(n):
  4. row=[1] # 第一行第一列为1
  5. list1.append(row)
  6. if n==0:
  7. for num in row: # 这里主要是为输出做的格式处理
  8. print(num,end=" ")
  9. print()
  10. continue
  11. for m in range(1,n):
  12. row.append(list1[n-1][m-1]+list1[n-1][m])
  13. row.append(1)
  14. for num in row:
  15. print(num, end=" ")
  16. print()

这个方法利用List列表将二维数组进行实现

6. 新旧两行,一次性开辟新行

代码

  1. m = eval(input("输入要输出的行数:"))
  2. # 新旧两行,一次性开辟新行
  3. ordline = []
  4. for i in range(m):
  5. newline = [1] * (i+1)
  6. for j in range(2, i+1):
  7. newline[j-1] = oldline[j-1]+oldline[j-2]
  8. oldline = newline
  9. print(newline)

运行结果

 其中通过计算比较,第五种方法一次性开辟内存空间的方法要比第一种方法中,每次计算通过append添加新的内存空间要快。

7.yield函数

利用yield函数可以将L定义为生成器

代码

  1. def triangles():
  2. L = [1] #定义L为一个只包含一个元素的列表
  3. while True:
  4. yield L #定义为生成器函数
  5. L =[1] + [L[n] + L[n-1] for n in range(1,len(L))] + [1]
  6. n = 0
  7. for t in triangles():
  8. print(t)
  9. n = n + 1
  10. if n == 10:
  11. break

8.zip函数

zip() 函数用于将可迭代的对象作为参数,将对象中对应的元素打包成一个个元组,然后返回由这些元组组成的列表。

如果各个迭代器的元素个数不一致,则返回列表长度与最短的对象相同,利用 * 号操作符,可以将元组解压为列表。

思路

 杨辉三角特性:

代码

  1. def triangles():
  2. n = [1]
  3. while True:
  4. yield n
  5. n = [x+y for x,y in zip([0] + n,n+[0])]
  6. n = 0
  7. for t in triangles():
  8. print(t)
  9. n = n + 1
  10. if n == 10:
  11. break

 运行结果

 

参考资料链接:

杨辉三角的几种解法(python)_vampire’s blood的博客-CSDN博客_杨辉三角python

python——杨辉三角 – 我听过 – 博客园

python打印杨辉三角的两种方法及详解 – 简书

杨辉三角形(超级简单的Python实现方法)_3Sunremitting的博客-CSDN博客_python杨辉三角

Python yield 使用浅析 | 菜鸟教程

Python3 zip() 函数 | 菜鸟教程